Czy mogła istnieć przejściowa lokomocja między sposobami poruszania się małp człekokształtnych i ludzi?

 W podręcznikach do biologii od lat wmawia się uczniom, że wyjście „naszych małpich ewolucyjnych przodków” z lasu na sawannę wymusiło pionową lokomocję ciała. Pomińmy uzasadnienia dla przyczyn tej metamorfozy, a zajmijmy się szczegółami anatomicznymi, to znaczy przeanalizujmy podobieństwa i różnice w anatomii małp człekokształtnych i ludzi. Dynamikę lokomocji wielkich małp i ludzi, a następnie zastanówmy się, czy stworzenie o pośrednich cechach anatomicznych między małpą, a człowiekiem mogło sprawnie poruszać się po ziemi i zdobywać przewagę selekcyjną. Czy taki kaleki stwór mógłby dać sobie radę na sawannie. Nie znam się na anatomii tak, jak znają się na niej fachowcy, więc głos w tej sprawie oddam polskiemu antropologowi i lekarzowi profesorowi Piotrowi Lenartowiczowi. http://pl.wikipedia.org/wiki/Piotr_Lenartowicz .  Pozwolę sobie zacytować fragment jego książki ‚Ludy czy małpoludy’, którą można nabyć tutaj http://sklep-niezalezna.pl/pl/p/Ludy-czy-malpoludy.-Problem-genealogii-czlowieka-Piotr-Lenartowicz-SJ/418

Mimo, że ze względu na szereg ciekawych argumentów polecam książkę profesora Lenartowicza, to muszę odżegnać się od wielu jego poglądów. Np. nie akceptuję sprzecznej z biblijną chronologią chronologię w jaką wierzy profesor Lenartowicz. Nie uważam też aby Australopiteki były jakąś wymarłą rasą ludzką https://bioslawek.wordpress.com/2012/03/31/czy-australopiteki-chodzily-na-dwoch-nogach/ https://bioslawek.wordpress.com/2012/04/03/1014/ https://bioslawek.wordpress.com/2012/03/31/h-habilis-zdegradowany-do-rangi-australopiteka-malpy-poludniowej-uczeni-ewolucjonisci-proponuja-nowego-kandydata-na-ognowo-laczace-malpe-z-czlowiekiem-nowego-kandydata-nazwano-australopitek-s/ . Uważam, że w tych, jak i w kilku innych, kwestiach, argumentacja Lenartowicza jest nieprzekonująca, naciągana i miesza się z argumentacją, która ma mocne podstawy naukowe.  

Ale oddajmy głos profesorowi Piotrowi Lenartowiczowi:

                                         Piotrowi Lenartowicz

 

Lokomocja – struktury i behawior

Lokomocja to nie tylko różne tkanki, nie tylko różne kształty, odległości
i właściwości. To również kolejność, koordynacja i synchronizacja skurczów
mięśni, koordynacja w ośrodkach nerwowych, doświadczenie nabyte poprzez
ćwiczenia. To wszystko decyduje o optymalizacji naszego chodu. Zatem dedukcje,
oparte wyłącznie na anatomii kości i stawów, są często obarczone
pewnym błędem. Taki błąd jest często popełniany w sporach o to, czy aparat
lokomocyjny australopiteków był, lub nie był przystosowany do chodzenia
po drzewach. Jeśli termin „system lokomocyjny” rozumiemy, jako „system
kości i stawów”, to wprawdzie spór ma swój sens, ale takie okrojone pojęcie
„systemu lokomocyjnego” nie ma sensu. Natomiast, jeśli mówiąc „system
lokomocji” mamy na myśli kompleks struktur anatomicznych (kości, mięśni,
połączeń nerwowych) i dynamizmów neurologiczno-psychologicznych
(odruchów, instynktów, doświadczenia lokomocyjnego, poczucia równowagi,
dążeń wolitywnych … itp.), to ten termin nabiera prawidłowego znaczenia,
a „możliwości” tak pojętego systemu są znacznie większe, niż możliwości
samego, „gołego” szkieletu.

Porównywanie małpiego i ludzkiego sposobu lokomocji

Małpa człekokształtna jest zwykle przedstawiana jako zwierzę najbliżej z człowiekiem
spokrewnione i posiadające wspólnego przodka, który jakoby istniał
jeszcze w stosunkowo niedawnej epoce geologicznej. Stąd ocalałe kości
i ślady australopiteków z reguły zestawia się z kośćmi i śladami małp człekokształtnych,
badając równocześnie, jak daleko zbliżyły się one do naszego,
ludzkiego sposobu poruszania się. Obecnie przyjrzymy się – w oparciu
o dane materiału wykopaliskowego – do jakiego stopnia kości i ślady australopiteków
są podobne, lub niepodobne do naszych kości i śladów. Zanim do
tego przejdziemy trzeba jeszcze poruszyć problem postawy i równowagi ciała.

Problem równowagi ciała

I u małp człekokształtnych i u człowieka, system lokomocji – choć oparty na
wyraźnie odmiennych zasadach – wiąże się ściśle z utrzymywaniem równowagi
tak podczas stania, jak i podczas poruszania się. U małp brachiatorów
element równowagi ciała nie jest tak ważny, bowiem u nich środek ciężkości
znajduje się zwykle poniżej punktu zaczepienia. Natomiast u małp człekokształtnych i u człowieka utrzymywanie równowagi polega zasadniczo na
takim rozmieszczeniu masy ciała w przestrzeni, by linia łącząca środek ciężkości
wypadała wewnątrz płaszczyzny podparcia, tj. pomiędzy tymi kończynami,
które aktualnie stykają się z podłożem.
Ten efekt bywa osiągany różnymi metodami. Niektóre małpy, zwłaszcza
te, które spacerują po cienkich gałęziach, posiadają ogon, służący między
innymi jako narząd utrzymywania równowagi (o czym była już mowa).
Inne małpy podczas chodu dwunożnego wymachują kończynami. Widać to
wyraźnie u gibbonów i u szympansów. U człowieka, który prawie wyłącznie
porusza się na dwóch nogach również występują lokomocyjne ruchy rąk.
Jednak człowieka odróżnia od małp pewna cecha strukturalna w znacznym
stopniu ułatwiająca utrzymanie równowagi. Jest nią skośne ustawienie kości
udowej.

Skośna kość udowa

Ta kość u człowieka przebiega od stawu biodrowego skośnie w dół do kolana,
tak że choć stawy biodrowe – lewy i prawy – są daleko od siebie, to
kolana stykają się ze sobą. Dzięki temu – w odróżnieniu od małp, których
kolana są od siebie daleko – człowiek unosząc jedną nogę, prawie nie traci
równowagi ciała. Wystarczy nieznaczne odchylenie w bok, by cały ciężar ciała
oparł się na drugiej nodze. W ten sposób człowiek, krocząc przed siebie,
może stawiać stopy nawet wzdłuż jednej linii i chodzić po linie. Korekta postawy
gwarantująca zachowanie równowagi przy przestępowaniu z nogi na
nogę prawie nie wymaga u człowieka balansowania ciałem. Gdy z oddali patrzymy
na człowieka kroczącego w naszą stronę, widzimy jego wyprostowaną
sylwetkę i prawie nie dostrzegamy bocznych wychyleń ciała. Jest to oczywiście
mechanizm bardzo oszczędny energetycznie – pod warunkiem precyzyjnej
gry mięśni. Małpa, krocząc lub stojąc na dwóch (tylnych) nogach,
nie jest w stanie przestępować z nogi na nogę bez bardzo wyraźnego przechylania
całego ciała w bok.

Pionowa postawa ciała

Zasada sprawności energetycznej u człowieka wyraża się też pionowym ustawieniem
tułowia i głowy. W pozycji stojącej znajdują się one mniej więcej na
jednej linii ze stopami. Stąd ciężar całego ciała spoczywa na sztywnej konstrukcji
kości, a wysiłek mięśni wymagany jest jedynie do subtelnego korygowania
ewentualnych odchyleń od pionu. U małp taka sytuacja jest niemożliwa.
Głowa wystaje u nich do przodu i musi być podtrzymywana przez potężne
mięśnie karku. To wiąże się z silnym rozwojem przyczepów mięśniowych
na wyrostkach kolczystych kręgów szyjnych. Budowa kręgów szyjnych jest
bardzo charakterystyczną cechą diagnostyczną, różniącą człowieka od małpy.
U człowieka wyrostki kolczyste są znacznie słabiej rozwinięte niż u małp.

Różnice budowy kolumny kręgów

Tułów u małp jest z reguły podparty na przynajmniej dwóch kończynach
(np. przedniej prawej i lewej tylnej), a kolumna kręgów przebiega poziomo
(np. u pawiana) lub skośnie (np. u szympansa) i jest wygięta w pałąk, skierowany
wypukłością ku górze. U człowieka kolumna kręgów jest podobna do
pionowo ustawionej sprężyny, wygiętej falisto w płaszczyźnie przednio-tylnej
(mówiąc językiem uczonym są to naprzemienne odcinki kifozy i lordozy,
czyli wygięć do tyłu i do przodu). W kolumnie kręgów widać też rozszerzanie
się kręgów u dołu i zwężanie się ich ku górze, co sprawia, że kręgosłup
jest podobny do bardzo szpiczastej piramidy.

Różnice budowy kości obręczy biodrowej

Kości obręczy biodrowej małp mają zdecydowanie inny kształt niż u człowieka.
Talerz kości biodrowej jest u nich wysoki i wąski. Przykrywa on od tyłu
i od góry narządy znajdujące się w brzuchu. U człowieka talerz kości biodrowej
jest rodzajem niskiej i szerokiej miski, na której spoczywają wewnętrzne
narządy brzucha.

Ruchomość w stawach biodrowych i kolanowych

U małp nie jest możliwa tzw. hyperekstensja w stawie biodrowym (hyperekstensji
ulega ta kończyna dolna, którą człowiek aktualnie odpycha się do przodu).
To ograniczenie wynika z budowy główki kości udowej małp i z budowy
panewki ich stawu biodrowego. W stawie biodrowym kończyna dolna małp
jest zawsze mniej lub bardziej zgięta do przodu.
Również w stawie kolanowym nie dochodzi u małp do pełnego wyprostowania
kończyny (nie jest tu osiągany kąt 1800, między osią kości udowej i piszczelowej).
Małpa zawsze stoi na przygiętych kolanach. Dlatego właśnie na fi lmie
„Walka o ogień”, w trosce o to, by zasugerować widzom małpie pochodzenie
człowieka, kazano aktorom poruszać się na przygiętych kolanach. Jest to
artystyczny przykład tego, jak „pobożne życzenia” mogą wpływać na sposób
rekonstrukcji paleolitycznych form człowieka. Równocześnie jest to przykład
fi kcji, która nie liczy się z fi zjologią lokomocji. Habitualne poruszanie się na
przygiętych kolanach jest niezwykle energochłonne i nawet cyrkowcy nie wytrzymaliby
tego na dłuższą metę. W rzeczywistości, aż do poziomu ok. 4 milionów
lat temu nie udało się znaleźć śladów, które uzasadniałyby tę fi lmową
bajeczkę. Przeciwnie, ślady i szczątki o których za chwilę będziemy mówili
ukazują zupełnie „normalny”, ludzki sposób poruszania się australopiteków.

Budowa stopy ludzkiej i małpiej

Jak już wspomniano, małpy w zasadzie nie posiadają stóp, a raczej cztery dłonie.
O „dłoniowatości” decydują trzy cechy: (1) odwiedzenie palucha („kciuka”),
(2) opozycja palucha oraz (3) brak sklepienia stopy, czyli „platfusowatość”.
(ad 1) Brak odwiedzenia palucha jest charakterystyczną i unikatową cechą
stopy człowieka. Stopa ludzka nie jest bowiem dłonią. Paluch sięga tak
daleko, jak pozostałe, krótkie w porównaniu z małpami, palce. W dodatku
ten paluch – w stopie ludzkiej – jest strukturalnie (ze względu na budowę
stawów i więzadeł) przywiedziony tak, że trudno byłoby go odchylić w bok.
U małp natomiast, paluch odstaje w bok, podobnie jak u człowieka odstaje
duży palec u dłoni. Ten „duży” palec małpiej tylnej dłoni
jest też stosunkowo krótki. Pozostałe palce każdej małpiej łapy, wystają daleko
do przodu od „kciuka”. Dlatego trop małpy, składa się z samych odcisków
dłoni, podczas gdy trop ludzki składa się z samych odcisków stóp.
(ad 2) Dla szympansa charaktyczna jest słaba opozycja kciuka w przednich
dłoniach. W dłoni człowieka, długi stosunkowo kciuk i krótkie stosunkowo
palce, pozwalają na tzw. chwyt pęsetowy, czyli dotykanie opuszką kciuka
opuszki palca wskazującego. Taka opozycja występuje, gdy dłonią chcemy
pokazać literę „O” lub podnieść szpilkę. Natomiast małpa nie jest w stanie zetknąć
koniuszka kciuka z koniuszkiem palca wskazującego. Jest w stanie wykonać
jedynie tzw. „power grip” (chwyt małpi, bez udziału kciuka). Gdy małpa
górną dłonią trzyma kamień lub jabłko, to obejmuje je długimi palcami,
praktycznie bez użycia kciuka . Dłuższe
niż u człowieka, cztery małpie dłonie, pozwalają im zahaczyć się
o stosunkowo grube konary drzew, po których ześlizgnęłyby się stosunkowo
krótkie dłonie człowieka. Trzeba też dodać, że kości paliczków małpich dłoni
są nieco wygięte, co ułatwia czepianie się gałęzi.
Stopa ludzka nie jest w stanie dokonać ani precyzyjnego chwytu pęsetowego
ani nawet tzw. chwytu małpiego, choć niektórzy ludzie po pewnym
treningu potrafi ą podnieść stopą z podłogi jakiś mały przedmiot. Człowiek,
wspinając się po drzewie może stanąć na gałęzi, ale nie może się jej czepiać
swoją stopą – może się jej czepiać tylko ręką.

Dynamika stopy

Podczas lokomocji bipedalnej kończyny górne człowieka nie odgrywają roli
nośnej, chociaż ich ruchy są bardzo ważne dla ekonomii przenoszenia środka
ciężkości całego ciała. I podczas chodu, a jeszcze wyraźniej podczas biegu
cały prawie ciężar ludzkiego ciała spada na wyprostowaną do przodu nogę
i zostaje jak na tyczce tyczkarza uniesiony nieco do góry. Zderzenie stopy
ludzkiej z ziemią jest amortyzowane między innymi poprzez budowę stopy,
która ma konstrukcję wysklepioną ku górze, jak łuk romańskich odrzwi
lub starożytnych rzymskich mostów i akweduktów. Obrobione na kształt klina
kamienie były tam ułożone w półkole, a sama siła grawitacji sprawiała,
że wypukły ku górze łuk nie zapadał się. Ścięgna i więzadła pomiędzy kośćmi
stopy wiążą je w rodzaj wygiętego ku górze „resoru”, który pod obciążeniem
nieco się spłaszcza, amortyzując nacisk stopy na podłoże i nawet magazynując
energię tego nacisku po to, by oddać ją potem w dalszej fazie chodu.
W odróżnieniu od kamiennej struktury odrzwi łuk stopy jest więc elastyczny,
choć nie pozwala się stopie spłaszczyć i przylgnąć całą powierzchnią do
podłoża. Płaskostopie spotykane u człowieka jest stanem patologicznym.
Tylko dłonie człowieka „naśladują” ten typ „płaskostopia”, który występuje
we wszystkich czterech dłoniach małp .
Tylko u goryla występuje coś, co powierzchownie przypomina stopę
człowieka. Jednak owa „stopa” nie wykazuje charakterystycznej dla człowieka
architektury sklepienia poprzecznego i podłużnego
Problem rozmieszczenia masy ciała
Między człowiekiem a małpami człekokształtnymi istnieje wielka różnica
w masie różnych części ciała i, co za tym idzie, w obciążeniu kończyn podczas
chodu lub biegu.
Zastanówmy się nad obciążeniem stawu biodrowego u człowieka i u szympansa.
U szympansa ciężar głowy i tułowia z brzuchem jest przerzucany pomiędzy
dwoma kończynami, po przekątnej (przednia lewa z tylną prawą przerzuca
ciężar na przednią prawą z tylną lewą). W tej dynamice u małpy biorą
udział cztery stawy – dwa biodrowe i dwa barkowe. Jeśli uprościmy schemat
takiego chodu i przyjmiemy, że kończyna tylna jest tak samo obciążana przy
tym przerzucaniu masy ciała, jak przednia, to staw biodrowy u małpy będzie
obciążany mniej więcej połową wagi tułowia i głowy oraz połową wagi dwóch
pozostałych kończyn, czyli razem ok. 25-27% wagi ciała.
U człowieka sytuacja jest wyraźnie odmienna. Człowiek podczas chodu
lub biegu, przerzuca z nogi na nogę łączny ciężar głowy, tułowia, obu kończyn
górnych i jednej kończyny dolnej. Kończyny górne, które u małp przejmują
przynajmniej połowę funkcji lokomocyjnej, u człowieka stanowią jedy
nie pomoc w utrzymywaniu równowagi ciała.Te obliczenia, oparte na danych
Jaanussona (1991) i Martina (1992) wymagają – jak się wydaje – pewnej korekty.
Obaj autorzy, opierając się na badaniach Dempstera i Gaughrana (1967)
nie włączyli ciężaru pośladków i kości obręczy biodrowej do masy kończyn
dolnych (i odpowiednio do kończyn tylnych u szympansa). Zostały one włączone
w obręb brzucha. W ten sposób masa brzucha powiększyła się, kosztem
masy kończyn lokomocyjnych. Stąd zachodzi konieczność pewnej korekty
owych obliczeń.
Jak uzasadnić wprowadzone modyfi kacje? Zarówno kości obręczy biodrowej,
jak i pośladki stanowią istotną część układu lokomocyjnego człowieka (por.
Lieberman et al. 2006). Zatem nie powinny być zaliczane do brzucha, którego
funkcja związana jest z trawieniem i wydalaniem. Masę brzucha człowieka
zmniejszono zatem o połowę, tak że stanowi ona ok. 15% masy ciała.
Podobnie u szympansa zmniejszono masę brzucha do ok. 9%. Kończyny dolne
zostały więc ocenione na ok. 49% masy ciała u człowieka, a kończyny tylne
u szympansa na ok. 24%. Naprzemienne obciążenie stawu biodrowego
u człowieka wynosi – po tych modyfi kacjach – ok. 75% masy ciała. Obciążenie
tego stawu u szympansów nie uległo zmianie. Dlaczego te modyfikacje są ta
kie ważne? Niższa ocena masy brzucha wyraźnie obniża obciążenie kończyny
lokomocyjnej (które spadło z ok. 83% do ok. 75%), co ma znaczenie dla dwunożnego poruszania się człowieka. Zmniejszył się też kontrast między masą
brzucha u szympansa i u człowieka. Zapytajmy się teraz czy można na podstawie
danych kopalnych poznać sposób lokomocji australopiteków?(…..)

ŻRÓDŁO:

http://xa.yimg.com/kq/groups/2493061/1284503098/name/LUDY+CZY+MALPOLUDY.pdf

Skomentuj

Please log in using one of these methods to post your comment:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s